Ligas nanocristalinas

Nanocristais para ferroeletricidade
Ferro eletricidade
O fenômeno da ferroeletricidade foi descoberto em 1921 usando o sal de Rochelle. Titanato de bário (BaTiO3) é um material ferroelétrico usado na fabricação de ferroeletricidade. Existem mais de 250 materiais que apresentam propriedades ferroelétricas, que incluem; Titanato de chumbo, titanato de zirconato de chumbo e titanato de zirconato de chumbo lantânio. Os materiais ferroelétricos têm um momento de dipolo permanente, como seus equivalentes ferromagnéticos. No entanto, em ferroelétricos, o momento de dipolo é elétrico e não magnético e, portanto, pode ser orientado usando campos elétricos em vez de magnéticos para permitir que informações eletricamente digitais sejam armazenadas em filmes finos ferroelétricos.
Aplicações de materiais ferroelétricos
Materiais ferroelétricos são usados ​​na fabricação de capacitores, memória não volátil, piezoelétricos para imagens de ultrassom e atuadores, materiais eletro-ópticos para aplicações de armazenamento de dados, termistores, interruptores conhecidos como transchargers ou transpolarizadores, osciladores e filtros, defletores de luz, moduladores e monitores.
Metais nanoestruturados Os metais nanoestruturados exibem propriedades interessantes e úteis devido à sua escala de comprimento estrutural extremamente fina. Infelizmente, controlar o tamanho do grão no regime nanocristalino tem se mostrado difícil, pois esses materiais representam um estado clássico longe do equilíbrio, contendo uma grande fração de volume de interfaces de alta energia. A liga apresenta uma oportunidade para reduzir a penalidade de energia associada à formação da nanoestrutura.
GeTe é um ferroelétrico semicondutor e BaTiO3 é um óxido ferroelétrico típico. Pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e da Universidade da Califórnia em Berkeley estudaram mapas de distorções ferroelétricas em telureto de germânio e óxido de bário e titânio para fazer dispositivos de memória não volátil de próxima geração que armazenariam terabits de dados por polegada quadrada.
Os pesquisadores analisaram a ordenação ferroelétrica em nanocristais únicos de GeTe e BaTiO3 por imagem direta das distorções estruturais associadas à eletricidade ferro.
As memórias não voláteis feitas a partir desses nanocristais ferroelétricos podem ter densidades de armazenamento de dados e usadas como atuadores piezoelétricos em nanoescala e transdutores em dispositivos de futuros sistemas nano eletromecânicos (NEMS).
Os resultados do estudo indicam que os deslocamentos atômicos locais permanecem em grande parte linearmente ordenados em um único domínio, levando a uma polarização elétrica líquida, o que significa propriedades ferroelétricas úteis, incluindo comutação de polarização e piezoeletricidade, pode ser mantida baixa para diminuir sões de apenas alguns nanômetros
Ligas nanocristalinas para estabilidade ao calor
Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts produziram uma nova liga nanocristalina à base de tungstênio que é estável acima de 1000 ° C. Os metais nanocristalinos são muito mais fortes do que seus equivalentes em massa, mas instáveis, porque os grãos dos nanocristais podem crescer e se fundir em altas temperaturas quando o metal amolece.
Os pesquisadores criaram uma liga à base de tungstênio e titânio contendo cerca de 20% atômica de titânio com grãos de 20 nm de tamanho. Foi estável por um longo tempo em temperaturas de recozimento de 1100 ° C e manteve sua força excepcional.
Ele pode ser usado em aplicações onde a resistência a alto impacto é necessária, como em máquinas industriais ou em armaduras e para fazer novos materiais nanoestruturados com resistência e estabilidade igualmente boas ou ainda melhores, e propriedades adicionais desejáveis, como resistência à corrosão.